SIMCON Drake - Dokumentation - OUV

SIMCON Drake KAPITEL 9. MODELL-GEOMETRIE
9. Modell-Geometrie
Mit diesen für das Modell spezifischen Anforderungen konnten wir uns nun der genauen
geometrischen Gestaltung des Drake-Modells zuwenden. Wie in 7.2 zu erkennen, erlangten
wir dabei vorerst durch Skalieren des manntragenden Flugzeuges eine vorläufige
Geometrie, mit welcher wir in die aerodynamische Auslegung gehen konnten. Neutralund
Schwerpunktslage wurden dabei analog zu dem in Teil I beschriebenen Vorgehen
bestimmt. Danach wurde mit Hilfe von XFLR5 die Aerodynamik des Modells optimiert.
Zeitgleich zu diesem Prozess machten wir uns auch Gedanken über die detaillierte Konstruktionsweise
einiger Verbindungen und Ruderansteuerungen, wählten passende Materialien
und legten den Holm auf die benötigte Festigkeit aus. Am Ende dieses Vorgehens
stand eine exakte Geometrie, die es uns ermöglichte, die Masse unseres Modells so exakt
wie möglich zu bestimmten. Im Folgenden werden die einzelnen Schritte dieses Prozesses
erläutert.
9.1. Massenabschätzung
Eine grobe Massenabschätzung erhalten wir nach dem Runterskalieren des Flugzeuges
unter Berücksichtigung einer bestimmten Wandstärke des GFK in Inventor sowie durch
Hinzuzählen der Massen der elektrischen Bauteile (wie vom Händler angegeben).
9.2. Bestimmung der Referenzfläche
Um eine erste, benötigte Referenzfläche zu bestimmen, haben wir, die durch das Runterskalieren
erhaltene Fläche, für die erste Untersuchung des Modells in XFLR5 verwendet (siehe:
9.3.3). Es stellte sich heraus, dass wir aufgrund anderer Strömungsverhältnisse und der
vorgegebenen Anforderungen (siehe Kapitel 8) eine etwas größere Referenzfläche benötigen.
Die Fläche ergibt sich aus der Auftriebsgleichung nach dem Einsetzen des geschätzten
maximal erreichbaren Auftriebsbeiwertes bei Stallspeed und abgeschätzer Masse:
m ∗ g
Sref,geschätzt,Modell = =
q ∗ CL,max
1.225
2
1.3kg ∗ 9.81 m
kg
m 3 ∗ (5.55 m
s 2
s )2 ∗ 1.0
= 0.676m2
(9.1)
Diese Referenzflügelfläche wäre verhältnismäßig groß gewesen. Wie in Kapitel 8 beschrie-
angehoben werden. Da diese quadratisch im
ben konnte die Stallspeed auf vS,0 = 11.11 m
s
Nenner in die Berechnung eingeht, ergab sich eine wesentlich kleinere benötigte Fläche von
Sref,geschätzt,Modell = 0.169m2 .
102